סיקור מקיף

גישה לחלל – הדור הבא של האוטוסטרדה

מנכ"ל נאס"א בשנות התשעים, דן גולדין בהרצאה לפני הקרן הלאומית לחלל בקולורדו, 8 באפריל 1999 ומספר על מחשבי ד-נ-א ורובוטים מחקי ביולוגיה * גולדין סבור שיש צורך בהגדלת המחקר והפיתוח הבסיסי בנאס"א

מאת: דניאל גולדין. תרגום אבי בליזובסקי

מדוע אנו צריכים להשקיע במחקר ופיתוח בתחום החלל? במשך 15 שנים, קרן החלל האמריקנית סיפקה פורום ייחודי, שבו ניתן להעלות שאלות קשות, ולעיתים קרובות היא הובילה אותנו למחשבה חדשה ואסטרטגיות וגישות חדשות לתשובות לשאלות אלו.

השנה, הקרן מובילה שוב. היא קידמה את האסטרונאוטים של טיסת מעבורת החלל מספר ,95 המובילים את המאמץ המשותף של נאס"א ובואינג להצבת האופק החדש בחלל – תחנת החלל הבינלאומית. הכותרת של הועידה היא "חלל- קידום העולם שלנו" מתאר את מה שאני רוצה לאמר היום.

"אני התוצר של דור של אמריקנים שהוקרבו לטובת עתיד ילדינו. ההורים שלי הבינו שט.ס. אליוט התכוון באומרו "רק אלו שיסתכנו בהליכה רחוק מדי, יכולים לגלות עד כמה יכול אדם להרחיק".
אנחנו צריכים לא רק להרים את הרצפה עבור ילדינו אלא גם להגביה עבורם את התקרה אליה יוכלו להגיע, בדיוק כמו שאבותינו עשו עבורינו. הגבהת התקרה צריכה להיעשות באמצעות השקעות סיכון לטווח ארוך. באמצעות זאת, נוכל להמשיך את המובילות של ארה"ב לדור הבא. נכשיר את הדור הבא להיות כוח העבודה שיתחרה בכלכלה הגלובלית, ונסייע לדור הבא לחלום ולקבל השראה."
מערכת האוטוסטרדות החוצות את כל מדינות ארה"ב היא דוגמה להשקעה שנעשתה בדור האבות שלנו, והיא מחזירה את עצמה כיום. הנשיא רוזוולט בשנות השלושים הבין את הצורך ברשת של כבישים מהירים. באותו הזמן הוא חשב ששלושה כבישים גדולים מצפון לדרום ושלושה ממזרח למערב יספיקו, אבל המבקרים לגלגו על הצורך בכך והקונגרס פסל זאת. רק במלחמת העולם השניה ראה הגנרל אייזנהואר כיצד השתלמו לגרמניה השקעותיה ברשת האוטובאנים, כאשר הם סייעו לה בתנועת כוחותיה במלחמה. היתה זו תרומתו של אייזנהואר שהביאה לנו את רשת הכבישים. מיותר לציין שהשקעה זו לא הוחזרה בתקופת אייזנהאור, אלא לדורות הבאים.

כיום, הדור שלנו בונה אוטוסטרדה חדשה – האוטוסטרדה של העתיד תיקח יוזמות עסקיות לחלל בזול, תשלח אסטרונאוטים מעבר למסלול כדור הארץ בבטחה, ותסייע לאמריקה לגלות את היקום בנוחות.

לאוטוסטרדה הבין כוכבית, כמו לאוטוסטרדות הארציות של היום יהיה יעוד. היא תסייע למעבדות לבחון טכנולוגיות חדשות בביו-רפואה, ביוטכנולוגיה, רווביטקה, חומרים מתקדמים ובעירה. אם למנות רק כמה דוגמאות. המחלפים שלה יהיו פתוחים לכל אחד, לא רק לאסטרונואטים של נאס"א ולקוסמונאוטים הרוסים. תהיה לה מערכת תקשורת משלה, אינטרנט-בין כוכבי. היא תרחיק מעבר למסלול הירח, ותגיע לגופים פלנטריים אחרים, אסטרואידים כוכבי שביט ואף כוכבים אחרים. היא תביא טכנולוגיות חדשות שלא חלמנו עליהם כיום. והיא אפילו תעזור לנו לענות על השאלה "האם אנחנו לבד". בכל אופן, האוטוסטרדה החדשה תדרוש שינויים יסודיים, בהבטיחה גישה בטוחה וזולה לחלל.
במהלך תוכנית אפולו, הושקעו למעלה מ-50 מיליארד דולר בטילי סטורן ,5 לפני עשרים שנה, השקענו כמעט 40 מיליארד דולר כדי לבנות את כלי הרכב החללי הניתן לשימוש חוזר.
כיום, משקיעה נס"א 2 מיליארד דולר כדי להפחית את עלויות הגישה לחלל. אני רוצה להבהיר. נאס"א מבינה שבהינתן התקציב ההדוק של היום, השקעה של 2 מיליארד היא כסף גדול. אנחנו גם הפנמנו את דרישת המצביעים שבמשך שלוש מערכות בחירות דרשו שהממשלה תעשה יותר בעבור פחות כסף.באותה תקופה, תקציב ההוצאות של נאס"א קוצץ ב-40 מיליארד דולר.
כיום אנחנו מוציאים 3 מיליארד דולר בשנה כדי לתפעל את מעבורות החלל. אם נאריך את תוחלת חייהן של המעבורות ל-30 שנה, בלי לשדרג אותן, נוציא 90 מיליארד דולר – זאת בלי לחשב את האינפלציה. אם נוכל להפוך זאת, ולהגדיל את ההשקעות שלנו במו"פ, נוכל לחסוך מיליארדי דולרים ויהיה לנו כסף למשימות הגדולות שאני אדבר אליהם. נוכל גם לסייע לתעשיית השיגורים האמריקנית, ולסייע לבטחון הלאומי.

גם אם ההשקעה לא תהיה גבוהה כמו בטיל סאטורן 5 ממבצע אפולו או במעבורת החלל, עדיין נצטרך סכומים גבוהים יותרמאשר אנו משקיעים היום. אנחנו בנאס"א איננו תמימים לחשוב שהמגמה תתהפך בן לילה. אך אנחנו כן מאמינים שאם נתחיל להגדיל את ההשקעות כיום, נראה תוצאות מדהימות.

אם נסתכל אחרונית, לפני דור בהשקעות שנעשו לכיבוש החלל, נראה שהם השפיעו על כל תחומי החיים. אנחנו היום לוקחים כמובן מאליו את ההחזר של השקעות אלו – תקשורת גלובלית, טלוויזיה ישירה מלווינים, טלה-רפואה, חיזוי מזג אוויר לטווח ארוך, צילום והדמיה דיגיטליים, חומרים חסיני אש, גלאי עשין, בר-קוד ממוחשב, חיתולים חד פעמיים, קוצב לב, זכוכית עמידה בפני שריטות, מכשירים מנוטרים מרחוק לחולים בחדרי טיפול נמרץ, וכן מוצרים שנועדו להגנה.

מדוע אנו זקוקים לאוטוסטרדה?
כל הדברים הללו הם מציאות, אבל לא לשמם הוקמה נאס"א. המשימה של נאס"א היא לענות על שאלות בסיסיות במדע ובמחקר כגון: כיצד נוצר היקום, כיצד התפתחו הגלקסיות, הכוכבים וכוכבי הלכת? האם החיים יכולים לקבל צורות שונות, האם אלו יהיו צורות פשוטות או מסובכות יותר, מבוססות פחמן או חומריםאחרים יכולים להתקיים במקום אחר מלבד כוכב הלכת ארץ? האם יש כוכבי לכת דומים לכדור הארץ מחוץ למערכת השמש? כיצד אנחנו יכולים לנצל את עמדת היתרון של החלל, כדי לפתח מודלים ארוכי טווח ומדויקים לחיזוי אסונות טבע, וחיזוי מזג אוויר ואקלים? כיצד נוכל לגרום למהפכה טכנולוגית כדי להפוך את הטיסה באוויר ובחלל זמינה לכולם כל הזמן, בכל מקום, בבטחון ובמחיר שווה לכל נפש, ושתהיה לכך פחות השפעה על הסביבה ושיפור ההזדמנויות העסקיות והבטחון העולמי? וכן כיצד אנחנו מיישמים את המידע הזה כדי לייסד נוכחות קבועה בחלל לשיפור החיים על פני כדור הארץ?

כדי לענות על השאלות הללו אנחנו צריכים אוטוסטרדה בין כוכבית. אבל אנחנו מגיעים לגבולות של הטכנולוגיה הנכוחית שלנו. איננו יכולים עוד לסמוך על מה שבנינו עד כה, כדי להגיע לאן שאנו רוצים להגיע. אשתמש בנאס"א כדוגמה, אבל הבעיה אינה רק של נאס"א. הסתכלו מסביב על הטכנולוגיה של היום ותראו דוגמאות כיצד אנחנו רק משפרים טכנולוגיה שכבר קיימת למעלה מדור. המכונית -היא חלקה יותר, אבל עדיין פועלת באותה טכנולוגיה .המטוס – גדול יותר אבל עדיין פועל באותה הטכנולוגיה. המחשב – מהיר יותר ובעל זכרון רב יותר, אך עדיין משתמש בסיליקון והוא מתקרב לגבולות הפיסיקליים.שלו. בנאס"א הגבול הטכנולוגי הוא הטיל.
>
האתגרים הגדולים של נאס"א
בעשרים-שלושים השנים הבאות, לנאס"א יש תוכנית לחשוף כמה מהמסתורין הגדולים של היקום. כדי להשיג את המטרה אנחנו חייבים להשיג פריצות דרך כדי לאפשר את המשימות הללו ולהפחית את העלות של ההגעה לחלל. אלו האתגרים הגדולים של נאס"א. כיום עולה כ-20 אלף דולר להעלות קילוגרם אחד במעבורת החלל – כמעט אותו המחיר שעלה לפני דור. כלי שיגור חד פעמיים אינם זולים בהרבה.
למשימות מאוישות למאדים העלות של שיגור למסלול נמוך סביב כדור הארץ של המכשירים והחומרים הדרושים לבניית תחנה לשהית קבע בחלל בין 5 ל-10 מיליארד דולר לשנה. פירוש הדבר 80 אחוזים מהתקציב השנתי של נאס"א. אם נוכל להפחית את העלות לעשירית מסכום זה ואף למאית נוכל לפתוח את דלתות החלל למחקרים מאוישים.
בין הדברים שנרצה לעשות בחלל, נרצה לבצע את פרוייקט "מגלה החיים" להציב 4 טלסקופים במרחק 1.6 מיליון קילומטרים מכדור הארץ. המטרה היא למצוא הוכחות לקיום חיים על גבי 400 כוכבי לכת מסביב לכוכבים אחרים, ואשר נמצאים בטווח אפשרי של צפיה. אנחנו מעריכים שיידרשו מכשירים הגדולים פי עשרה מהאבל. כדי להשיג זאת, נצטרך לפתח מראות קעורות בעובי של נייר טישו. ואם נצליח בכך, מגלה החיים יוכל לגלות מולקולות וגזים. גילויים אלה יסייעו לתגליות על צורות החיים בכוכבי לכת המקיפים כוכבים אחרים. באמצעות טכנולוגית הטילים הנוכחית יעלה 4 מיליארד דולר רק כדי להביא אותם למסלול סביב כדור הארץ.
משימה אחרת, הקרויה פלנט אימג'ר תחפש עדויות לקיומם של אוקיאנוסים, יבשות, ושרשרות הרים על כוכבי לכת המקיפים את הכוכבים הסמוכים. 25 טלסקופים באורך של 40 מטרים ישוגרו לנקודה במרחק 1.6 מיליון מייל מעבר למסלול כדור הארץ, מקום בו ישנה באר גרוויטציונית שתגרום להם להישאר במקום. כדי לקבל תמונה צבעונית מפורטת של כוכב לכת המקיף כוכב אחר, נשלב את המידע מכל אחת מהטלסקופים. לדיוק כזה עוד לא הגענו. את זה עוד צריך להמציא. חישבו על היישומים האחרים לטכנולוגיות אלה.
רק כדי לשגר חללית למסלול המרוחק 1.6 מיליון ק"מ מכדור הארץ יעלה עשרות מיליארדים בטכנולוגיה של היום. כדי לשפר את תחזית מזג האוויר ולהרחיב את היכולת שלנו לחזות את השינויים באקלים על בסיס עונתי ושנתי, נרצה לשגר טלסקופ לבאר גרוויטציונית אחרת – זו שנמצאת בין שדות המשיכה של השמש וכדור הארץ. הטלסקופ הזה יהיה גדול פי 4 מהאבל, אך גם זול וקל יותר, ובעל רזולוציה גבוהה בהרבה.
טלסקופ דומה, כזה שיוכל גם לראות בלילה, יצפה בצד המואפל של כדור הארץ. שתי טלסקופים אלו בשני הצדדים של כדור הארץ יכסו את כדור הארץ וישלחו תמונות של שני הצדדים שלו, שיאפשרו לנו לעקוב אחר תנועת סופות, שינויים בזרמי האוקיאנוס וזרימות האפר הוולקני. נוכל להשיג תמונות שלא יאמנו של סיבוב כדור הארץ, וכן מגוון רחב של מדידות חדשות – 24 שעות ביממה.
בסיוע לוויני התצפית, יכלו המדענים לחזות את אל ניניו ששה חודשים מראש. תארו לעצמכם שיפותחו מודלים לחיזוי, שיסייעו לערוך תוכניות פינוי למקרה של אסון צפוי, ולהכין אסטרטגיות לחקלאים, וכן יספק תחזיות מזג אוויר מפורטות יותר – גלובליות, איזוריות ומקומיות. בהתבסס על הטכנולוגיה הנוכחית, העלות של שיגור שני המכשירים הללו בלבד היא כ-3 מיליארד דולר.
הצורך להפחית את העלויות איננה רק עניין עבור נאס"א. לפני דור, ארה"ב הובילה את העולם בשיגור מסחרי של לווינים. היום חברות אמריקניות מספקות רק שלושים אחוזים משוק זה. הדבר אינו מבשר טובות לדורות הבאים.
נקודת האור היחידה בנתונים אלו, היא מדוע ידרשו משלמי המסים לממן סכומים גבוהים עבור האתגרים הגדולים של נאס"א כאשר עלויות השיגור גבוהות באופן לא פרופורציונלי לעלויות של המשימות? מדוע משלמי המסים צריכים לשלם את החשבון אם איננו יכולים לקצץ בעלויות השיגור בפקטור של עשר או אף מאה?
יש רק פתרון אחד לבעיה. אנחנו חייבים להשקיע במחקר ופיתוח כדי להגיע לטכנולוגיות מהפכניות שיביאו את הפחתת עלויות השיגור. אנחנו זקוקים לכלים חדשים כדי לבנות את האוטוסטרדה.
אם נסתכל קדימה, לעתידם של נכדי זק ולנכדתי ג'סיקה, בטוח שהדרישה לנכסים בחלל ולגישה לחלל תהיה גדולה בהרבה מאשר כיום. השאלה היא, כיצד נוכל לסק את הדרישה לחיזוי טוב יותר של מזג האוויר, תקשורת עולמית זולה, טיסות אוויר וחלל בטוחות יותר, ומשימות מהממות לכוכבי לכת ולכוכבים אחרים.
כדי להפחית את עלויות השיגור בפקטור של עשר עד מאה, אנחנו נצטרך חומרים שיהיו יותר מותאמים, הרבה יותר יציבים וקלי משקל, מנועים הרבה יותר קשיחים, בעלי ניצולת יותר יעילה של הדלק, בעלי חישה עצמית ואפשרות לתיקון עצמי. מערכות בקרת טיסה ותפעול שמופעלות בידי עשרות אנשים ולא אלפים, מחשבים על סיפון החלליות המהירים פי אלף עד פי מיליון, והמסוגלים לכתוב בעצמם קוד תוכנה, וכך לתת לכלי הרכב החללי מנת אינטליגנציה. המחשב המהיר ביותר על הקרקע שיש לנו היום, מעבד כמיליון פעולות לשניה, ודורש מגהווט של חשמל, כעת בהשוואה לכך, המוח האנושי מעבד פי מיליון יותר מהר, ודורש רק כמה וואטים של כוח – זו המטרה שלנו להגיע בתחום המיחשבו, אך למרות זאת, אנחנו משקיעים במשימה זו מעט מאוד מכספי המחקר והפיתוח בכיוון זה. במקום זאת, אנחנו מסתמכים על כך שתעשיית המיחשוב תכווץ את האטום האחרון מפרוסת הסיליקון התוצאה היא שינוי אבולוציוני – לא רבולוציוני. בנאס"א אנחנו מבקשים להסתכל על מתודות חדשות של מיחשוב, אולי תוך שימוש בד-נ-א או במחשבים המבוססים על מכניקת הקוואנטים.

רק עם כלים חדשים אלו, יוכלו בני האדם לעזוב את מסלול כדור הארץ. כאשר נהיה מוכנים לשלוח בני אדם אל מעבר לכוכב הלכת שלנו, נשלח קודם כל מושבות רובוטיות, כדי שיקימו שם את מערכות החיים. רובוטים אלו יהיו מכונות שיתנהגו כמו בני אדם, הן באופן אינדיבידואלי והן כקבוצות. המבנה שלהם יותאם באופן אוטומטי לסביבה. הם יתפקדו באופן אוטומטי ותהיה להם היכולת לעשות עבודות בצורות לא מקובלות. כמו בני אדם, הרובוטים הללו יפעילו חיישנים ביולוגיים ובקרת תנועה, תתוכנת בהם אפשרות לשיתוף פעולה בעתיד עם מערכות אחרות, ותהיה להם מוטיבציה לחקור, לתקן ולהתאים את עצמם לקראת שינויים סביבתיים או כדי לעמוד מול מצב חירום. אנחנו בנאס"א מחפשים פתרונות שיקבלו השראה מהביולוגיה.

קחו למשל את המקק. אוקיי, זו אולי לא הדוגמה הנאה ביותר. מוחו פשוט בהרבה מהמוח האנושי, אך עדיין הוא יכול לתפעל מנגנון הנעה בן 6 רגלים, לתפעל חיישני אור וחום, להפעיל גלאי שינוי כמו למשל שינוי מהיר בעוצמת האור, ליישם מכניזם של בריחה, לשלוט על מערכת שרידה (להטיל ביצים לפני מוות מהרעלה), ובעל יכולות של מציאת מזון. אין לנו אפילו רמז כיצד לתכנת מכשיר כה מתוחכם (ושיכול גם לשכפל את עצמו). בכל אופן, פיתוח הידע יפתח ללא ספק כיוונים חדשים עבור חקר החלל.

רק חישבו על הכלים הדרושים כדי לאפשר לאסטרונאוטים לחיות בבטחון ובנוחות במשך מסע בן שנתיים-שלוש. משום שהצוותים לא יוכלו לשוב לכדור הארץ במקרה חרום, האסטרונאוטים בוודאי ילבשו ברדים שיסרקו את גופם. אם אסטרונאוט זקוק להשגחה רפואית או אפילו ניתוח, ציוד עזרה רובוטי ועזרים לניתוח וירטואלי יהיו על סיפון החללית. למשל, אם לרוע המזל סובל האסטרונאוט מדלקת התוספתן, הכלים הללו יהיו בעלי חיישנים שיוכלו להנחות אסטרונאוטים אחרים בתהליך הניתוח להצלת החיים.
כל המגע עם המכשירים האינטלגנטים ייעשה באמצעות שפה טבעית במקום שפות רמה נמוכה שמועברות היום באמצעות לוח המקשים. בני האדם יהיו הבקרים הסופיים של המערכת אבל רוב הפעולות יבוצעו באופן אוטומטי. מערכת זו, שבמרכזה בני אדם, אך תהיה מבוססת על מכשירים חכמים, מושרי ביולוגיה, והעשויים חומרים חכמים – יספקו את הסביבה הנוחה ביותר לחקר החלל העמוק.
לקחתי אותכם דרך כמה מהמטרות המעניינות והבלתי יאמנות. אך אנחנו נשיג רבות אם לא את כל המטרות אללו. אך זה ברור, בכל אופן, שאם נדחף את הטכנולוגיה נקבל תשואה גבוהה. בנאס"א אנחנו שמנו לעצמנו מטרות גדולות, שאנחנו רוצים להשיג במהלך הדור הקרוב. הבסיס לכך הוא גישה זולה לחלל, בלעדיה נמשיך להסתמך רק על המוצרים שפותחו במהלך המלחמה הקרה, פרויקט אפולו ובתחילת תוכנית המעבורת. תארו לעצמכם כי בשנת ,2030 זק וג'סיקה ישתמשו בכלים שתארתי, ונוכל להסיר את מחסום החלל. פדרל אקספרס יוכלו לשגר חבילות לכל מקום בעולם בתוך שעתיים ועדיין יגבו עליהם 17.95 דולר, נוכל להקים מושבות מאוישות על מאדים; למשרד ההגנה תהיה גישה גלובלית לחלל לצורך הבטחת הבטחון הלאומי שלנו; נוסעי עסקים יוכלו לטוס במהירות של פי 5 מממהירות הקול בטיסות טרנסאטלנטיות, פארקי מו"פ תעשיתיים וצמתי תחבורה יוקמו במסלול נמוך סביב כדור הארץ; תעופה לחלל תהיה נגישה במחיר של מכונית נוחה, ותהיה קלה כמו נהיגת מכונית; וכן, נאס"א תמשיך במשימתה לכתוב מחדש את ספרי הבילוגיה, הכימיה והפיסיקה בעוד היא פותחת את הגבול האחרון.

אני אופטימי באשר לעתיד. אני מאמין שזו לא שאלה של האם נוכל לבצע את ההשקעות כדי להשיג את המטרות אלא רק שאלה של מתי זה יקרה.

אנחנו יכולים לסגור את נאס:א, לחסוך בתקציב המחקר והפיתוח, ולחיות בשלווה בעשור הקרוב. לא נחוש בהשפעה גדולה כאשר נמשיך להסתמך על השקעות שכבר נעשו. אבל לאחר מכן לא יהיה כלום. או שנוכל לשמור על רמת הפיתוח הנוכחית ולהבטיח שנשפר את מה שיש לנו כיום. או? שנשקיע במחקר ופיתוח כדי להבטיח עתיד יציב, כזה שיסייע לנו לבנות את האוטוסטרדה לעתיד, וכזה שיאפשר לנו לעשות פריצות דרך טכנולוגיות.
כמו האוטוסטרדות של אייזנהאור, האוטוסטרדה של העתיד תשפיע על הכלכלה האמריקנית בדרכים שלא ניתנים היום לחישוב כלל. זכרו "רק אלו המסתכנים בכך שהם הולכים רחוק מדי, יכולים לגלות עד כמה רחוק ניתן ללכת".

כסב לנכדים, אני רוצה שהדור שלי ייזכר כמי שחי לפי מילים אלו.

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן